JPH0249570A - コーヒー焙煎機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コーヒー生豆の加熱焙煎を自動化したコーヒ
ー焙煎機の制御方法に関する。

（従来の技術） コーヒー生豆を自動的に焙煎する技術として特公昭５６
−１９９８６号公報に示される焙煎機が知られている。

この焙煎機は、回転ドラムに生豆を投入し、このドラム
の外方に配置したヒータにて生豆を加熱焙煎する。

（発明が解決しようとする課題） 前記焙煎機のヒータは電源投入とともに発熱し、温度検
知機の作用にて発熱を停止する所謂定入力制御が為され
ている。

しかし、コーヒー生豆は速く加熱焙煎されると酸味が増
し、逆にゆっくり加熱焙煎されると苦味が強まることは
良く知られていて、従来の如く定入力制御の自動焙煎で
は愛飲者の好みに応じられないことが分った。

（ｉ！！！題を解決するための手段） よって、本発明者は種々研究を重ね、適度な昇温率を保
つことにより好ましい加熱焙煎が得られることを知見し
、本発明を完成させるに至っ即ち、焼上り設定温度の約
５０％に至るまでは加熱手段の出力を１００％とし、そ
の後の焼上り設定温度に至るまでは加熱手段の出力を昇
温率設定器にて制御する方法である。

（作用） 加熱工程の前半を急速に加熱せしめ、加熱工程の後半を
２℃／分〜９℃／分の昇温率に保ち、加熱焙煎をなす。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る焙煎機正面図、第２図は同焙煎機
断面図、第３図は第２図より奥部分の断面図である。

焙煎機１は、脚材２ａ・・・にて空中に保持されるボデ
ィケース２の上方に設けた加熱室３と、この加熱室３の
下方に前記ボディケース２内に形成した冷却室９とから
成る。

前記加熱室３は、第２図に示す如く前記ボディケース２
の上面２ｂに２枚の仕切板４．５を離して立設し、これ
ら仕切板４．５の間にシリンダ６を横置きして挟持せし
め、このシリンダ６の内部に第１の攪拌手段８を具備し
た構成からなる。

前記シリンダ６は、石英ガラス、高ケイ酸ガラス、ホウ
ケイ酸ガラスに代表される耐熱ガラス性円筒てあって、
第４図及び第５図に示すように、断面方向約２７０°分
の外周面に例えば酸化スズを塗布、焼き付は処理して遠
赤外線を発する発熱体７ａを形成し、この発熱体７ａの
両端に帯状の電極板７ｂ、７ｂを貼着し、この電極板７
ｂ。

７ｂの夫々にターミナル７ｃ、７ｃを固設して成る加熱
手段７をシリンダ６に付設する。

そして、発熱体７ａや電極板７ｂ、７ｂが付設されてい
ない約９０°部分が後述する覗き窓に向くようにしてシ
リンダ６は取りつけられる。

前記第１の攪拌手段８は、第６図に示す回転軸８ａに３
枚のワイパー状の攪拌羽根８ｂ・・・が一体的にビン係
止されている。

攪拌羽根８ｂは回転軸８ａ軸に対して傾斜して取りつけ
られ、傾斜した状態でシリンダ６内面に密に摺接するよ
うに、前縁を湾曲形成されている。

前記回転軸８ａは、第２図に示す如くその先端部８Ｃを
一方の仕切板５に回転自在に支持され、基端部８ｄを、
他の仕切板４にて支承するとともに、減速機付モータ８
ｅに連結している。

仕切板４上部には豆の入口４ａが開口し、この人口４ａ
に投入口４ｂを上部に備えた入口通路４Ｃが付設されて
いる。

もう一方の仕切板５下部には豆の出口５ａが開口し、こ
の出口５ａには加熱室３から排出された豆を導く連絡通
路５ｂが付設されている。

前記豆の出口５ａは、ピン５ｃを揺動中心にて揺動する
アーム５ｄの先端に設けた蓋体５ｅにて閉塞される。

アーム５ｄは、その上端部に形成したレバー５ｆに係合
するシリンダユニット５ｇにて任意に揺動する。

前記連絡通路５ｂは、ボディケース２に連結され、下方
の冷却室９に豆を落下せしめる。

冷却室９は、ボディケース２に引出し自在とされた有底
円筒形状の冷却ケース１ｏと、この冷却ケース内の豆類
を攪拌する第２の攪拌手段１１と、同豆類な空気強制冷
却する冷却手段１２とからなる。

前記第２の攪拌手段１１は、冷却ケース１ｏの底面１０
ａを貫通した軸１１ａにて支承されて水平方向に旋回す
る羽根ｊｉｂと、軸１１ａの下端部に嵌着された従動ギ
ヤ１１ｃと、ボディケース２下面から吊下されたギヤモ
ータｌｉｄと、このギヤモータｌｉｄの出力軸に嵌着さ
れ前記従動ギヤｌｌｃに噛合可能とされた駆動ギヤｌｉ
ｅとからなる。

前記冷却手段１２は、冷却ケースの底面１０ａに穿設さ
れた多数の小孔１０ｂ・・・を介して上向きに冷却ケー
ス１０内へ外部空気を送り込む冷却ファンが好適である
。

ボディケース上面２ｂの略中夫には冷却室の空気出口９
ａを含む開口２ｃが形成され、冷却室の空気出口９ａを
出た冷却空気が仕切板４下部の切欠き部４ｄを通って、
開口２Ｃから再びボディケース２内に流入可能となるよ
うにしていて、この部分に第２の薄皮ストッカ１７を配
設する。

次に、第３図に示す第１の薄皮排出手段１３を説明する
。

仕切板４上部と、シリンダ６上方と仕切板５上部を覆う
如くに給気ダクト１４が配設され、この給気ダクト１４
の仕切板４側基端部１４ａには空気孔１４ｂ・・・が開
けられていいるととも、モータ付きファン１４ｃが設け
られている。また給気ダクト１４の先端部１４ｄは仕切
板５上部に設けられた空気人口５ｈに接続している。

そして、この空気人口５ｈに対向して仕切板４には、空
気出口４ｅが設けられる。この空気出口４ｅからは排気
ダクト１５が延設されている。

排気ダクト１５は、図示する如く、緩く上り勾配に形成
した横ダクト部１５ａと、これに続く縦ダクト部１５ｂ
とからなる。横ダクト部１５ａは縦ダクト部１５ｂの高
さ方向途中に連結されていて、この連結部分には横ダク
ト部１５ａから流出する空気を下向きに偏向させる邪魔
板１５ｃが介設されている。

縦ダクト部１５ｂはボディケース２に連通し、縦ダクト
部１５ｂの下方に第１の薄皮ストッカ１６が配置されて
いる。

この第１の薄皮ストッカ１６はボディケース２に引出し
自在であって、前記第２の薄皮ストッカ１７と横並びに
配設される。

以上のファン１４ｃと、給気ダクト１４と、空気人口５
ｈと、空気出口４ｅと、排気ダクト１５とで第１の薄皮
排出手段１３を構成する。

そして、前記邪魔板１５ｃより上の縦ダクト部上端部１
５ｄには、ヒータ１８とこのヒータ１８の上に触媒１９
が介設されている。

以上の内部構成からなる焙煎機１には、第１図に示すよ
うに、その正面１ａに、覗窓２０が設けられ、この覗窓
２０の隅で覗窓２０と前記シリンダ６の間の空間に照明
２１が介設され、また覗窓２０の右方には、コントロー
ラ２２が付設されている。このコントローラ２２には、
第８図に示す如く、加熱手段７に関する昇温率設定器２
４と、ファン１４ｃに関する送風量切換手段２５とが付
設されている。

以上の構成からなる焙煎機１の作用を以下に述べる。

先ず、コントローラ２２の電源スィッチ２２ａを入れる
。モータ８ｅが作動し、回転軸８ａを介して攪拌羽根８
ｂ・・・が回転をはじめる。

焙煎機１の上方に保持した定量ホッパ２３から、そのロ
ータリーバルブ２３ａを回動して、シリンダ６の容積の
２０〜４０％相当量の豆を落下させ、投入口４ｂ−人口
通路４Ｃ−豆の入口４ａの経路をへて、シリンダ６内へ
生豆を投入する。

コントローラ２２にて希望の焼上り温度を設定してのち
、スタートボタン２２ｂを押す。

コントローラ２２は後に詳述する昇温率設定器２４を介
して加熱手段７の出力を制御し、この制御された加熱手
段７はシリンダ６を暖めるとともにその遠赤外線にて生
豆を加熱する。この間、照明２１の作用にて覗窓２０を
介してシリンダ６内を覗くことができる。そして、第１
の攪拌手段８にて攪拌されながら徐々に加熱される豆は
、第３図に示されるような仕切板５に貫通挿入されたサ
ーミスタなど測温手段２２ｃにて温度計測され、所定の
ヒートバタンで処理される。

生豆の表皮は加熱されることにより剥離して薄皮となり
、また生豆は匂いを発するようになる。

従って、コントローラ２２は、後に詳述する送風量切換
手段２５を介して、第１の薄皮排出手段１３のファン１
４ｃを運転する。ファンは焙煎機１内部の暖かい空気を
空気孔１４ｂ・・・から吸い込み、過圧して、給気ダス
ト１４を介して、シリンダ６へ送り込む。空気はシリン
ダ６内を掃気し浮遊する薄皮を空気出口４ｅを介して排
気ダスト１５へ払い出す。排気ダスト１５内にて偏向さ
れた薄皮は、落下して下方の第１の薄皮ストッカ１６に
溜る。

空気はドラフトで上昇し、ヒータ１８で再加熱され触媒
１９を通過する間に脱臭処理される。

ヒートパターンに沿って例えば２３０　°Ｃまで昇熱し
て加熱工程が終了すると、コントローラ２２は加熱手段
７を停止し、シリンダユニット５ｇを作動し、蓋体５ｅ
を明けると同時に、モータ１４ｃの回転数を高めて第１
の薄皮手段の排気作用を強力にして薄皮の排出を促進さ
せる。

一方、攪拌羽根８ｂが傾斜して豆を豆の出口５ａ側へ押
し出すので、豆は連絡通路５ｂに沿って落下し、冷却室
９へ移る。

冷却室９では、羽根ｆｌｂでこの豆を攪拌し、冷えた外
部空気を冷却手段にて連続して送り込む。豆は冷却され
るとともに、残った薄皮は剥離される。空気は、この薄
皮を冷却室の空気出口９ａから排出し落下させてのちに
、上昇して前記ファン１４ｃに吸入される。

測温手段２２ｃにてシリンダ６内の温度下降をモニタし
、例えば１２０’Ｃに至った時点で、定量ホッパ２３か
ら次の生豆を加熱室３へ投入して、前記と同様の加熱工
程を開始する。

焙煎の終った豆は冷却ケース１０を引出して取り出す。

また、第１・第２の薄板ストッカ１６．１７は薄板のた
まり具合に応じて適宜引出し空にする。

次に、コントローラ２２に付設されている昇温率設定器
２４並びに送風量切換手段２５について説明する。

第８図に示すように、昇温率設定器２４は加熱手段７の
ターミナル７ｃ、７ｃへの給電系に介設されて、供給電
圧を制御する。本実施例では昇温率設定器２４は２℃／
分〜９℃／分の範囲の任意の昇温率を１／分を単位に選
択可能とされている。

また、送風量切換手段２５はファン１４ｃの給電系に介
設され、この送風量切換手段２５は内蔵する周波数変換
器２５ａにて給電周波数を低下させファンの回転数を低
減する。

以上の昇温率設定器２４と送風量切換手段２５の作用を
第９図及び第１０図に基づいて説明する。

第９図は、測温手段２２ｃにて計測した加熱室３の温度
と加熱手段７の出力の関係を示し、加熱室温度が焼上り
設定温度の５０％に当る１１５℃において、コントロー
ラ２２は加熱手段７の出力を１００％とし、その後加熱
室の温度が１１５℃〜１３０℃において昇温率設定器２
４に昇温率８℃／分となるように給電圧を制御させ、更
に１３０℃以上において昇温率設定器２４に昇温率５℃
／分となるよう給電圧を制御させる。尚、温度制御けＰ
ＩＤ比例制御でも０Ｎ−ＯＦＦ制御でも良い。

このように、加熱手段７の出力を前半で１００％、後半
で制御するようにした理由を次に述べる。

第１に、初めから終りまで好みの昇温率例えば９℃／分
で加熱する方法に比べて、本実施例は出力を１００％と
したので、加熱時間を大幅に短縮できることになる。即
ち、本発明者は焼上り設定温度の約５０％に至るまでは
急速に加熱してもコーヒー豆の焼上り品質は悪化しない
ことを知見したものである。

第２に、加熱の後半は昇温率を人為的に決定し、好みの
酸味若しくは苦味を自在に得るようにしたことである。

また、第１０図は加熱室３の温度とファン１４ｃの送風
量の関係を示し、例えば加熱室温度１４０℃までは、フ
ァン１４ｃの送風量（８／８を１００％とした場合）を
３／８風量に保ち、続いて１４０℃〜２３０℃の間は４
／８風量に保ち、２３０℃で８／８風量に切換える如く
、加熱室温度の上昇とともに段階的に送風量を上昇せし
めるように、コントローラ２２は送風量切換手段２５を
作用させる。

このように送風量を増加せしめる理由は、コーヒー生豆
が加熱され昇温するにしたがって放出する水分や油分を
適度に排出して悪い匂いを除くことを目的とし、更に生
豆から剥離した薄皮の除去促進を目的とする。

この為に、本実施例は、第１０図中破線Ｃで示す通り１
４０℃に到達した時点で送風量を８／８に増加せしめ１
分間程度の強制掃気を為し、更に１７０℃に到達した時
点で送風量を６／８に増加せしめ１分間程度の強制掃気
を実施して、好ましい結果を得ている。

（発明の効果） 以上に述べた如く、本発明は加熱時間が短くて且つ好み
の酸味若しくは苦味を任意に選べる自動焙煎制御方法を
提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焙煎機正面図、第２図は同焙煎機
断面図、第３図は第２図より奥部分の断面図、第４図は
、シリンダ斜視図、第５図は第４図のＡ矢視図、第６図
は攪拌羽根及び回転軸の拡大図、第７図は第６図のＢ矢
視図、第８図は昇温率設定器と送風量切換手段の配置図
、第９図は加熱室温度と加熱手段出力との関係を示す図
、第１０図は加熱室温度と送風量の関係を示す図である
。 １・・・焙煎機、３・・・加熱室、７・・・加熱手段、
８・・・攪拌手段、１４ｃ・・・掃気手段としてのファ
ン、２４・・・昇温率設定器、２５・・・送風量切換手
段。 メメ♂メ♂譜Ｉ マ ｏｏｌｃ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コーヒーの生豆を攪拌しながら加熱焙煎するコー
   ヒー焙煎機の制御方法において、 前記コーヒー焙煎機は、その加熱室温度が焼上り設定温
   度の約５０％に至るまでは、加熱手段の出力を１００％
   に設定し、 加熱室温度が焼上り設定温度の約５０％を越え焼上り設
   定温度に至るまでは、加熱手段の出力を昇温率設定器に
   て出力制御するようにしたことを特徴とするコーヒー焙
   煎機の制御方法。
2. （２）前記昇温率設定器の昇温率は２℃／分〜９℃／分
   の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のコーヒー
   焙煎機の制御方法。